 |
| Citra VLT dari bintang S301 yang mengorbit Sagittarius A* (Kredit: Kolaborasi ESO/GRAVITY) |
Para astronom baru saja mencatatkan sejarah baru dalam dunia astrofisika dengan penemuan sebuah bintang luar biasa yang bergerak di pusat galaksi Bimasakti. Bintang yang diberi nama S301 ini secara resmi dinobatkan sebagai bintang dengan gerak tercepat yang pernah diketahui di galaksi kita. Keberadaannya memberikan kesempatan langka bagi para ilmuwan untuk mengamati lingkungan paling ekstrem di alam semesta secara lebih dekat.
Kecepatan Luar Biasa Menembus Batas Imajinasi
S301 bukanlah bintang biasa. Dalam perjalanannya mengelilingi pusat galaksi, bintang ini mampu mencapai kecepatan puncak yang sangat mencengangkan, yaitu lebih dari 25.000 kilometer per detik. Angka ini setara dengan sekitar 8,5 persen dari kecepatan cahaya. Untuk memberikan gambaran, kecepatan ini hampir 100.000 kali lebih cepat daripada pesawat komersial yang kita gunakan sehari-hari.
Kecepatan yang sangat tinggi ini terjadi saat S301 berada pada titik terdekatnya dengan Sagittarius A*, lubang hitam supermasif yang bersemayam di jantung Bimasakti. Lubang hitam ini memiliki massa sekitar 4,3 juta kali lipat massa Matahari kita, menciptakan medan gravitasi yang begitu kuat sehingga mampu menarik bintang-bintang di sekitarnya untuk bergerak dalam kecepatan yang sulit dibayangkan.
Orbit Unik dan Kedekatan yang Belum Pernah Ada Sebelumnya
Hal lain yang membuat S301 sangat istimewa bagi para peneliti adalah lintasan orbitnya. Bintang ini menyelesaikan satu putaran penuh mengelilingi lubang hitam hanya dalam waktu 8,7 tahun. Ini adalah periode orbit yang sangat singkat untuk objek yang berada di pusat galaksi.
Selain itu, S301 berada pada jarak yang sangat dekat dengan Sagittarius A*. Pada titik terdekatnya, jarak antara bintang ini dan lubang hitam hanya sekitar 12 kali jarak antara Bumi dan Matahari, atau kira-kira serupa dengan jarak antara planet Saturnus dan Matahari. Jarak ini jauh lebih dekat dibandingkan bintang-bintang terkenal lainnya yang sebelumnya pernah diteliti, seperti bintang S2.
Menguji Teori Relativitas Einstein dan Sifat Lubang Hitam
Penemuan S301 bukan sekadar tentang memecahkan rekor kecepatan. Bintang ini berfungsi sebagai "proba pengukur" alami untuk menguji hukum fisika dalam kondisi paling ekstrem. Kedekatan S301 dengan lubang hitam memungkinkan para ilmuwan untuk mempelajari fenomena yang disebut frame-dragging atau efek Lense-Thirring.
Menurut Teori Relativitas Umum Albert Einstein, lubang hitam yang berputar akan menyeret ruang-waktu di sekitarnya, mirip dengan garpu yang diputar di dalam mangkuk spageti. Efek ini secara perlahan akan mengubah lintasan orbit S301. Dengan melacak perubahan kecil ini selama satu dekade ke depan, para astronom berharap dapat mengukur kecepatan rotasi Sagittarius A* secara langsung untuk pertama kalinya.
Data ini juga sangat penting untuk membuktikan "teorema tanpa rambut" (no-hair theorem), yang menyatakan bahwa sifat lubang hitam yang tidak bermuatan secara efektif hanya ditentukan oleh massa dan putarannya saja.
Teknologi di Balik Penemuan Besar
Keberhasilan mendeteksi bintang yang redup namun bergerak sangat cepat ini tidak terlepas dari teknologi canggih. Tim peneliti internasional, termasuk para ahli dari Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics di Jerman, menggunakan instrumen GRAVITY+ pada Very Large Telescope Interferometer (VLTI) milik European Southern Observatory (ESO) yang terletak di Chili.
Bagaimana cara kerja GRAVITY+?
GRAVITY+ bekerja dengan memanfaatkan teknologi interferometri tingkat tinggi pada fasilitas Very Large Telescope Interferometer (VLTI) milik European Southern Observatory (ESO) yang terletak di Gurun Atacama, Chili. Cara kerja utamanya melibatkan penggabungan cahaya secara sinkron untuk mencapai ketajaman pengamatan yang tidak mungkin dilakukan oleh satu teleskop saja.
Berikut adalah rincian mengenai mekanisme kerja instrumen ini:
- Penciptaan Teleskop Virtual: GRAVITY+ menggabungkan cahaya yang ditangkap oleh empat teleskop raksasa (Unit Telescopes) yang masing-masing memiliki diameter cermin 8 meter. Dengan menggabungkan cahaya dari keempat teleskop ini, sistem VLTI menciptakan sebuah "teleskop virtual" yang memiliki kekuatan setara dengan teleskop berdiameter jauh lebih besar.
- Resolusi Spasial yang Luar Biasa: Berkat penggabungan cahaya tersebut, GRAVITY+ mampu menghasilkan resolusi spasial 15 kali lebih tajam dibandingkan jika pengamatan hanya dilakukan oleh satu buah teleskop 8 meter saja. Ketajaman ini memungkinkan para astronom untuk memisahkan objek-objek yang sangat berdekatan di pusat galaksi yang padat.
- Peningkatan Sensitivitas Cahaya: GRAVITY+ merupakan hasil peningkatan infrastruktur dari instrumen GRAVITY asli. Peningkatan ini memungkinkan para ilmuwan untuk mendeteksi dan melacak objek-objek yang jauh lebih redup di lingkungan ekstrem sekitar lubang hitam supermasif Sagittarius A*. Sebagai contoh, teknologi ini mampu mendeteksi bintang S301 yang cahayanya dua miliar kali lebih redup dibandingkan bintang Betelgeuse di langit malam.
- Presisi Pengukuran Orbit: Instrumen ini memiliki presisi yang sangat tinggi dalam mengukur posisi bintang dari waktu ke waktu. Hal ini memungkinkan para peneliti untuk melacak perubahan orbit yang sangat kecil sekalipun, yang disebabkan oleh efek relativitas umum seperti seretan ruang-waktu (frame-dragging) akibat rotasi lubang hitam.
- Fasilitas Unik di Dunia: Observatorium Paranal adalah satu-satunya tempat di dunia yang mengoperasikan empat teleskop kelas 8 meter yang dapat bekerja bersama sebagai satu kesatuan interferometer, menjadikan GRAVITY+ alat paling canggih untuk mempelajari pusat galaksi kita.
Fasilitas ini memiliki kemampuan unik untuk menggabungkan cahaya dari empat teleskop raksasa setinggi 8 meter, menciptakan teleskop virtual dengan ketajaman yang luar biasa. Tanpa teknologi ini, mengamati objek yang berada 26.000 tahun cahaya dari Bumi di tengah awan debu pusat galaksi akan mustahil dilakukan.
Masa Depan Penelitian dan Asal-usul S301
Para ilmuwan memiliki hipotesis bahwa S301 mungkin dulunya merupakan bagian dari sistem bintang biner (dua bintang yang saling mengorbit). Saat pasangan bintang tersebut mendekati Sagittarius A*, gaya gravitasi lubang hitam yang luar biasa menarik mereka hingga terpisah. Satu bintang kemungkinan besar terlontar keluar dari galaksi dengan kecepatan tinggi, sementara S301 terperangkap dalam orbit ketat di sekitar lubang hitam.
Dunia astronomi kini menantikan tahun 2031, saat S301 akan kembali mencapai titik terdekatnya dengan lubang hitam. Pengamatan terus-menerus selama periode tersebut diharapkan dapat mengungkap rahasia terdalam mengenai bagaimana ruang dan waktu berperilaku di hadapan raksasa gravitasi pusat galaksi kita.
